Von 100 Millionen auf 25 Milliarden: Der BMS-Markt entwickelt sich rasant

BMS (Battery Management System), auch Batteriemanagementsystem genannt, ist das zentrale Bindeglied zwischen der „Batterie“, der Kernkomponente von Elektrofahrzeugen, und dem gesamten Fahrzeug.

Als Kontrollsystem zum Schutz der sicheren Verwendung von Lithium-Ionen-Akkus überwacht BMS jederzeit den Nutzungsstatus des Akkus und ergreift die erforderlichen Maßnahmen, um Inkonsistenzen im Akkupack zu beheben. Dadurch wird die sichere Verwendung von Fahrzeugen mit neuer Energie gewährleistet und die Lebensdauer des Akkus verlängert.

Entwicklungstrend von BMS

BMS ist eine unverzichtbare und wichtige Komponente in Strom- und Energiespeicherbatterien und seine Kosten machen durchschnittlich etwa 20 % der Gesamtkosten des Batteriepakets aus. Dank der Entwicklung der neuen Energiewirtschaftskette wächst der BMS-Markt rasant. Es wird prognostiziert, dass die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate des BMS-Marktes aufgrund globaler Fahrzeuge mit neuer Energie zwischen 2015 und 2025 21,1 % erreichen wird.

Lithium Battery Big Data hat erfahren, dass sich BMS als Nischenbereich erst seit vier oder fünf Jahren entwickelt. Im Jahr 2012 betrug die Marktgröße des gesamten BMS-Bereichs lediglich etwa 100–200 Millionen. Damals glaubten einige Fahrzeughersteller sogar, das BMS-System sei lediglich ein Zubehör zur Antriebsbatterie. Professionelle BMS-Unternehmen haben es schwer zu überleben.

In den letzten Jahren hat die BMS-Industrie mit der boomenden Branche der Fahrzeuge mit alternativen Antrieben endlich eine Vorreiterrolle in der nationalen Politik eingenommen. Die relevanten Branchen in der Industriekette haben ihre Aufmerksamkeit für BMS kontinuierlich gesteigert und der Wettbewerb im BMS-Bereich ist immer härter geworden. Darüber hinaus veröffentlichte das Ministerium für Wissenschaft und Technologie im November 2015 ein Sonderdokument zum nationalen Pilotprojekt „Fahrzeug mit neuer Energie“ 2016, in dem BMS als zentrale Forschungsaufgabe aufgeführt wurde.

Mit der Ausweitung des Anwendungsbereichs nimmt die Geschwindigkeit des Austauschs und der Massenproduktion von BMS-Leiterplatten und -Chips rapide zu, und auch der Preis für BMS sinkt langsam und dürfte im Jahr 2020 auf etwa 80 % des aktuellen Preises sinken. Doch selbst nach der Preissenkung wird die Nachfrage nach BMS, die durch inländische Fahrzeuge mit neuer Energie entsteht, bis 2020 25 Milliarden Yuan übersteigen.

Als treibende Kraft hinter der rasanten Entwicklung des BMS-Marktes muss Tesla genannt werden. Tatsächlich stammen die Batterien von den „drei Hauptkomponenten“ der Tesla-Autos von Panasonic, die Motoren von taiwanesischen Zulieferern und nur das Batteriemanagementsystem ist die von Tesla unabhängig entwickelte Kerntechnologie. Zwischen 2008 und 2015 bezogen sich die meisten der von Tesla beantragten Kernrechte an geistigem Eigentum auf Batteriemanagementsysteme. Dies zeigt, wie wichtig das Batteriemanagementsystem für Fahrzeuge mit neuer Energie ist.

Der inländische BMS-Markt wird von drei großen Akteuren dominiert

Der Kernschlüssel herkömmlicher Kraftstofffahrzeuge ist untrennbar mit den sogenannten „drei Hauptteilen“ verbunden: Motor, Fahrgestell und Getriebe. Es besteht Einigkeit darüber, dass Chinas Technologie in diesen „drei Hauptbereichen“ hinter ausländischen Automobilherstellern, allen voran Deutschland, Japan und den USA, zurückliegt. Auch Elektrofahrzeuge mit neuer Energie verfügen über die sogenannten „drei Hauptkomponenten“: Batterien, Motoren und elektronische Steuerungen. Da Elektrofahrzeuge mit neuer Energie weltweit noch eine relativ neue Branche sind, unterscheiden sich die Ausgangspunkte der Unternehmen in den verschiedenen Ländern nicht sehr. Dies verschafft chinesischen Unternehmen auch die Voraussetzungen, im Bereich der Elektrofahrzeuge mit alternativer Antriebstechnologie mit ausländischen Unternehmen zu konkurrieren.

Im Land konzentrieren sich Forschung, Entwicklung und Produktion von Batteriemanagementsystemen (BMS) hauptsächlich auf die folgenden drei Unternehmenstypen:

1. Unternehmen, die Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnologie verwenden,

2. Batteriepack-Unternehmen,

3. Professionelles BMS-Unternehmen.

Unternehmen für Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnologie: Die führenden Fahrzeughersteller meines Landes verfügen alle in unterschiedlichem Umfang über BMS-Teams, wobei SAIC und BYD die repräsentativsten sind. Im April letzten Jahres stellte Zhu Jun von SAIC klar, dass „das Batteriemanagementsystem dem Fahrzeughersteller überlassen werden sollte“.

Die meisten der heutigen Unternehmen, die Fahrzeuge mit alternativem Antrieb herstellen, verfügen über enorme Größe und starke Forschungs- und Entwicklungskapazitäten. Für sie ist es oft kein Problem, ein komplettes BMS-Team aufzubauen und hohe F&E-Kosten zu investieren. So gründete SAIC beispielsweise im Jahr 2009 Jieneng, das speziell für die Entwicklung neuer Energien zuständig ist. Im Juni 2013 startete SAIC ein Projekt zur unabhängigen Entwicklung von BMS. In den vier Jahren vor und nach der Entwicklung des E50 investierte SAIC mehr als 6 Milliarden Yuan in die Forschung und Entwicklung im Bereich neuer Energien. Wenn man sich weltweit umschaut, entwickeln die meisten Automobilhersteller der ersten Reihe zumindest die BMS-Hauptsteuereinheit selbst, und die Zulieferer stellen höchstens eine Slave-Steuereinheit bereit.

Der wichtigste Faktor bei der Entwicklung eines guten Batteriemanagementsystems ist jedoch das Verständnis der Batterie selbst. Ein tiefgreifendes Verständnis der Batterie hängt oft mit dem Designsystem der Batterie selbst zusammen, und darin sind die Fahrzeughersteller nicht gut. Nicht alle Fahrzeughersteller haben die nötige Geduld, ein eigenes Forschungszentrum für Batterietechnologie zu gründen, ein Batterielabor aufzubauen und über ein komplettes eigenes Evaluierungs- und Kalibrierungssystem zu verfügen. Dies schränkt sein tiefgreifendes Verständnis von Batterien ein.

Batteriepack-Unternehmen: Der Wandel in der Branche der Fahrzeuge mit neuer Energie begann mit Antriebsbatterien, und das Hauptziel des BMS-Systemmanagements sind ebenfalls Batterien. Dies ist ein einzigartiger Vorteil von Batteriepack-Unternehmen auf dem BMS-Markt.

Wenn Batteriepack-Unternehmen jedoch nicht ausreichend in die Forschung und Entwicklung von BMS investieren, sind die Kosten ihrer eigenen Entwicklung oft höher als die Kosten für den direkten Kauf eines BMS eines Drittanbieters, und die Zuverlässigkeit ihrer eigenen Entwicklung lässt sich unter bestimmten Bedingungen nur schwer garantieren.

Professionelle BMS-Unternehmen: BMS-Unternehmen von Drittanbietern verfügen meist über geringes Anlagevermögen und sind relativ professionell und vollständig. Obwohl die Zahl der Mitarbeiter in diesen Unternehmen gering ist, verfügen sie alle über große Fachkenntnisse im Bereich BMS. Diese übersichtliche Teamstruktur umfasst häufig Teams, die sich mit der Entwicklung von BMS-Software und -Hardware, Tests, Batteriekalibrierung usw. befassen. Und noch spezifischer ist die Software weiter in verschiedene Gruppen unterteilt, beispielsweise für die Entwicklung von Architektur, Treibern und Anwendungsschichten. Auch die Hardware wird in Teams aufgeteilt, inklusive schematischem Entwurf und Layout. Das Produkt verfügt außerdem über Produktmanager und Funktionssicherheitsanalysten sowie über professionelle Modellierungsexperten im Batteriebereich usw. Profis erledigen professionelle Dinge, und ein derart professionelles und solides Team ist in den BMS-Teams allgemeiner Automobil- oder Batterieunternehmen häufig nicht vorhanden.

BMS-Unternehmen von Drittanbietern zielen auf komplexere Kunden ab. Neben dem Automobilbereich decken sie auch die Bereiche Energiespeicherung, Kommunikation und andere ab. Die große Datenmenge, die sie im Entwicklungsprozess verschiedener Fälle angesammelt haben, bietet einen reichen Erfahrungsschatz für die Gestaltung ihrer Kernalgorithmen. Die von ihnen entwickelten standardisierten BMS-Produkte können häufig auf mehrere Szenarien angewendet werden, sodass ihre Fähigkeit, schnell auf Projekte in unterschiedlichen Bereichen zu reagieren, ebenfalls zu einem großen Vorteil geworden ist.

Aufgrund ihrer geringen Vermögenswerte werden BMS-Unternehmen von Drittanbietern jedoch häufiger zum Ziel von Fusionen und Übernahmen auf dem Kapitalmarkt als die beiden anderen Kräfte. Im Mai 2017 betrug der Marktwert der A-Aktien von SAIC 320 Milliarden Yuan und die Bewertung von CATL lag bei fast 100 Milliarden Yuan. Als eines der führenden BMS-Unternehmen von Drittanbietern betrug der Marktwert von Kole Technology in der letzten Finanzierungsrunde jedoch nur 6 Milliarden Yuan. Im Vergleich zu den beiden anderen führenden Unternehmen ist es tatsächlich nicht von gleicher Größe. Auf dem Kapitalmarkt können BMS-Unternehmen Dritter oft problemlos übernommen werden.

BMS-Markt braucht Regulierung

Im Vergleich zur Drei-Elektro-Technologie ist BMS noch nicht sehr ausgereift. Als eine der Schlüsseltechnologien für Elektrofahrzeuge hat BMS in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht und viele Aspekte haben das Stadium der praktischen Anwendung erreicht. Einige Aspekte sind jedoch noch nicht perfekt, insbesondere im Hinblick auf die Datenzuverlässigkeit, die Genauigkeit der SOC-Schätzung und das Sicherheitsmanagement, die weiterer Verbesserung und Erweiterung bedürfen.

Darüber hinaus gibt es in China Hunderte von BMS-Unternehmen, in den Industrieländern Europas und der USA jedoch nur wenige. Große Hersteller von Fahrzeugen mit alternativer Antriebstechnologie entscheiden sich entweder für die Entwicklung eigener Batteriemanagementsysteme oder beauftragen international wettbewerbsfähige BMS-Hersteller, allen voran Deutschland, Japan und die USA.

Auf dem inländischen BMS-Markt mangelt es an technischen Parametern und Standards und es gibt keine maßgebliche Organisation, die die von den Herstellern produzierten BMS maßgebend testet. Dies führt zu einer uneinheitlichen Qualität der BMS-Produkte und zu Schwierigkeiten bei der groß angelegten Vermarktung. Gleichzeitig ist vielen inländischen Automobilherstellern und Batterie-PAC-Unternehmen die Bedeutung von BMS derzeit nicht bewusst. Sie meinen, dass der Fahrzeugbetrieb gewährleistet sei, solange die einzelnen Batteriezellen miteinander verbunden werden könnten. Sie sind hinsichtlich der Sicherheit optimistisch und streben bei der BMS-Beschaffung blind nach niedrigen Preisen. Um Verträge abschließen zu können, haben einige schlechte BMS-Lieferanten keine andere Wahl, als die Funktionsindikatoren des BMS zu reduzieren oder einige Funktionen einfach zu kastrieren, wodurch versteckte Sicherheitsrisiken entstehen. Auch dies ist unverantwortlich und schadet der gesamten Branche.

Nur wenn möglichst bald einheitliche Industriestandards eingeführt werden, Hersteller, die die Marktanforderungen nicht erfüllen, ausgegrenzt werden und ein solides Testsystem etabliert wird, können Batteriemanagementsysteme und Fahrzeuge mit alternativer Energie eine nachhaltige Entwicklung in der Zukunft erreichen. Dies ist auch die Forderung vieler Hersteller und Verbraucher.

Im Allgemeinen wächst der BMS-Markt schnell, und ob sich der BMS-Markt gesund entwickelt, hängt davon ab, ob sich die Branche der mit neuer Energie betriebenen Fahrzeuge reibungslos entwickeln kann.

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